KR20010088052A - 음극선관용 전자총 - Google Patents

Abstract

음극선관용 전자총을 개시한다. 본 발명은 펀넬의 네크부에 봉입되며, 음극과, 제어 전극과, 스크린 전극과, 복수개의 포커스 전극과, 상기 포커스 전극과 대향되게 설치되어 주 집속 렌즈부를 형성하는 최종 가속 전극으로 이루어져 패널의 내면에 형성된 형광막으로 방출되는 전자총에 있어서, 주 집속 렌즈부를 형성하는 전극중 어느 하나에는 컨버어젼스 드리프트를 제어하도록 역드리프트를 유도하는 보조 전극이 적,청색의 전자빔이 통과하는 전자빔 통과공측에 형성된다.

Description

음극선관용 전자총{Electron gun for cathode ray tube}

본 발명은 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컨버어젼스 드리프트량을 최소화시켜 포커스 특성이 향상되도록 구조가 개선된 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

통상적으로, 음극선관은 패널과 펀넬이 봉착되어 벌브를 이루고, 펀넬의 네크부에 전자총을 봉입한다. 이 전자총에 소정의 전원을 인가하고, 전자총의 전극으로부터 전자빔을 방출시키고, 이 전자빔은 펀넬의 콘부에 설치된 편향 요오크에 의하여 편향시킨다. 편향된 전자빔은 주사 위치에 따라 벌브내에 설치된 전자빔이 통과하는 무수개의 전자빔 통과공이 형성된 섀도우마스크를 통과한 다음 패널의 내면에 형성된 형광막을 여기시켜 화상을 구현하게 된다.

이러한 구조를 가지는 음극선관은 주지하는 바대로 음극과, 제어전극과, 스크린 전극과, 복수개의 포커스 전극과 최종 가속 전극을 구비하는 전자총으로부터 인라인 형태로 배치되는 세 개의 전자빔 통과공을 통하여 적,녹,청색의 세 전자빔이 섀도우마스크의 한 구멍에 집중되는 컨버어젼스(convergence)가 요구된다.

그런데, 전자총에 인가되는 각 전위에 따라 인라인 형태로 배치된 전극의 전자빔 통과공중 양 가장자리측의 전자빔 통과공을 통과하는 적,청색의 전자빔이 중심축으로부터 소정 거리 변위되는 이른바 컨버어젼스 드리프트 현상이 발생하게 된다.

이러한 컨버어젼스 드리프트는 열적 드리프트(thermal drift)와 전하 드리프트(charge drift)로 구분될 수 있다. 전하 드리프트의 경우에는 음극선관에 고압이 인가시 포커스 전극과 최종 가속 전극사이에 형성되는 주 집속 렌즈부에서 네크부의 외부 표면의 조건등에 의하여 네크부에 전하의 축적에 기인하여 적,청색의 전자빔이 네크부측으로 드리프트되어 전자빔의 컨버어젼스의 오차를 증가시키는 결과를 초래하게 된다.

종래의 기술에 따르면, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 네크부의 내표면에 산화물을 코팅하여 양전하의 축적을 억제하는 방법을 사용하고 있는데, 상기 네크부내에 산화물을 형성시키는 공정이 매우 까다롭고, 제조 공정비 또한 상승되는 불리한 점이 있다. 또한, 다른 해결책으로는 주 집속 렌즈부를 형성하는 전극의 외부에 림부를 확대시킨 보조 전극을 부착하여 대구경화를 꾀하였는데, 이러한 방법은 전자빔 통과공의 대구경화에 따른 정확한 집속의 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 주 집속 렌즈부를 형성하는 전극에 열팽창률이 상이한 보조 전극을 부착하여 컨버어젼스 드리프트의 변화량을 최소화하도록 구조가 개선된 음극선관용 전자총을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 통상적인 음극선관에 대한 입단면도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전극의 일부를 도시한 사시도,

도 3은 도 2의 전극이 포함된 주 집속 렌즈부의 전극이 정렬된 상태를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전극의 일부를 도시한 사시도,

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전극의 일부를 도시한 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10...음극선관 11...패널

12...펀넬 12a...네크부

13...섀도우마스크 17...전자총

18...편향 요오크 20,40,50...전극

21,51...본체부 22,52...매립부

23,24,25,43,44,45,53,54,55...전자빔 통과공

26,46,56...제 1 보조 전극 26a,27a,56a,57a...평면부

26b,27b...수직부 27,47,57...제 2 보조 전극

56b,57b...만곡부

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서,

패널과 봉착되는 펀넬의 네크부에 봉입되며, 음극과, 제어 전극과, 상기 제어 전극과 대향되게 설치되어 예비 집속 렌즈부를 형성하는 스크린 전극과, 복수개의 포커스 전극과, 상기 포커스 전극과 대향되게 설치되어 주 집속 렌즈부를 형성하는 최종 가속 전극으로 이루어져 적,녹,청색의 전자빔이 상기 패널의 내면에 형성된 형광막으로 방출되는 음극선관용 전자총에 있어서,

주 집속 렌즈부를 형성하는 전극중 적어도 어느 하나에는 컨버어젼스 드리프트를 제어하도록 역드리프트를 유도하는 보조 전극이 적,청색의 전자빔이 통과하는 전자빔 통과공측에 형성되는 것을 특징으로 한다.

게다가, 상기 보조 전극은 주 집속 렌즈부를 형성하는 전극보다 열팽창율이 높은 소재로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조 전극은 상기 전극의 중앙에 형성된 녹색 전자빔 통과공을 향하도록 그 양 측으로 설치된 적색 및 청색 전자빔 통과공의 외주면과 인접하게 제 1,2 보조 전극이 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 제 1,2 보조 전극은 상기 전극의 상면에 부착되는 평면부와, 상기 평면부로부터 윗방향으로 소정 길이 일체형으로 연장되는 수직부를 가지고, 상호 대향되게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1,2 보조 전극은 상호 대향되게 설치되며, 상기 전극의 상면으로부터 윗방향으로 부착되는 소정 두께의 판재인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1,2 보조 전극은 상기 전극의 상면에 부착되는 평면부와, 상기 평면부로부터 일체형으로 윗방향으로 연장되며 소정의 곡률을 가지는 만곡부로 이루어지고, 상호 대향되게 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 음극선관의 전자총을 상세하게 설명하고자 한다.

도 1에서 보는 바와 같이, 음극선관(10)은 내면에 형광막이 형성된 패널(11)과, 상기 패널(11)과 봉착되어 벌브를 이루는 펀넬(12)과, 상기 패널(11)의 내측으로 소정 간격 이격되게 설치되어 무수개의 전자빔 통과공이 형성된 섀도우마스크(13)를 포함한다.

상기 섀도우마스크(13)는 섀도우마스크 프레임(14)에 결합되어 있고, 이 프레임(14)은 훅 스프링(15)에 의하여 상기 패널(11)의 내면에 형성된 스터드 핀(16)에 결합된다. 이에 따라, 상기 섀도우마스크(13)는 패널(11) 내측에서 위치가 정하여진다.

상기 펀넬(12)의 네크부(12a) 내부에는 패널(11)의 내측에 도포되는 형광막에 적,녹,청색의 전자빔을 방출하는 전자총(17)이 봉입되어 있고, 상기 펀넬(12)의 콘부(12b)에는 상기 전자총(17)으로부터 주사되는 전자빔을 주사 위치에 따라 편향시키는 편향 요오크(18)가 설치된다.

상기 전자총(17)은 잘 알려진 바와 같이, 음극과, 제어 전극과, 스크린 전극으로 된 삼극부와, 상기 스크린 전극과 대향되게 설치되어 예비 집속 렌즈부를 형성하는 복수개의 포커스 전극과, 상기 포커스 전극중 최종 포커스 전극과 대향되게 설치되어 주 집속 렌즈부를 형성하는 최종 가속 전극을 포함한다.

한편, 상기 펀넬(12)의 내표면과 외표면에는 유리와 같은 유전체로 된 펀넬(12)을 절연물로 하여 양극에 인가되는 고압의 안정화를 기하도록 콘덴서 역할을 할 수 있는 내장 흑연층(19)과, 외장 흑연층(100)이 각각 도포되어 있다.

그리고, 상기 전자총(17)의 전면부에는 쉴드 컵(110)이 설치되고, 상기 쉴드 컵(110)의 외주면에는 다수개의 벌브 스페이스(120)가 부착되어 있다. 상기 벌브 스페이스(120)는 상기 내장 흑연층(19)과 탄성적으로 접촉하여 상기 전자총(17)의 최종 가속 전극에 양전기를 제공한다.

본 발명의 특징에 따르면, 음극선관(10)에 소정의 전원이 인가시 전자총(17)의 전극에 인라인 형태로 형성된 전자빔 통과공중 양 측으로 위치하는 전자빔 통과공을 통과하는 적,청색의 전자빔이 변위되는 컨버어젼스 드리프트 현상을 최소화시키기 위하여 주 집속 렌즈부를 형성하는 전극인 포커스 전극이나 최종 가속 전극에 상기 전극들과는 열팽창율이 다른 보조 전극이 부착된다.

도 2는 이러한 보조 전극을 부착한 주 집속 렌즈부를 형성하는 전극(20)의 일부를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 상기 전극(20)에는 내부 공간을 가지는 사각 형태의 본체부(21)가 마련된다. 상기 본체부(21)의 하단에는 네크부(12a, 도 1 참조)의 길이 방향을 따라 평행하게 설치되는 비드 글래스(미도시)에 매립되어 전극(20)을 고정시키는 매립부(22)가 형성된다.

상기 본체부(21)의 상면에는 인라인 형태로 배치되며, 적,녹,청색의 전자빔이 통과하는 소구경의 독립된 형태의 적,녹,청색의 전자빔 통과공(23)(24)(25)이 평면상에 나란하게 형성되어 있다.

상기 본체부(21)의 상면에서 양 가장자리측에 위치한 적색 및 청색의 전자빔통과공(23)(25)의 외주면에 인접하게는 복수개의 보조 전극이 설치된다. 즉, 상기 본체부(21)의 중앙부에 형성된 녹색의 전자빔 통과공(24)측으로 향하는 적색의 전자빔 통과공(23)의 외주면에 인접하게는 제 1 보조 전극(26)이 형성된다. 또한, 상기 녹색의 전자빔 통과공(24)측으로 향하는 청색의 전자빔 통과공(25)에 인접하게는 제 2 보조 전극(27)이 형성된다.

상기 제 1,2 보조 전극(26)(27)은 상기 본체부(21)의 상면에 고정되는 평면부(26a)(27a)와, 상기 평면부(26a)(27a)로부터 상기 본체부(21)의 윗방향으로 소정 길이 일체형으로 연장되는 수직부(26b)(27b)로 이루어져 있다.즉, 상기 제 1,2 보조 전극(26)(27)의 단면은 상호 대향되는 형태의 "L"자형이다.

이때, 상기 제 1,2 보조 전극(26)(27)은 상기 전극(20)과 열팽창률이 다른 소재로 되어 있다. 이것은 추후 기술될 적,청색의 전자빔의 컨버어젼스 드리프트에 대한 역드리프트를 유도하기 위하여 서로 다른 열팽창계수를 가지는 보조 전극(26)(27)을 채용한 것이다. 바람직하게는 상기 제 1,2 보조 전극(27)(28)이 상기 전극(20)보다 열팽창율이 높은 소재로 이루어진다.

보다 상세하게는 도 3에 도시된 바와 같다.

도 3은 도 2에 언급된 전극(20)이 포함되어 주 집속 렌즈부를 형성하는 부분을 도시한 단면도이다.

도면에 참조하면, 주 집속 렌즈부를 형성하는 전극들, 예컨대 최종 가속 전극(20)과 포커스 전극(30)이 상호 대향되게 설치되어 있다. 상기 최종 가속 전극(20)이나 포커스 전극(30)의 상호 대향되는 전면부에는 상술한 바와 같이 상기전극(20)(30)들과 열팽창율을 달리하는 보조 전극이 부착될 수 있는데, 여기서는 상기 최종 가속 전극(20)의 전면부에만 부착되는 경우를 예시한다.

상기 포커스 전극(30)에는 적,녹,청색의 전자빔이 통과하는 적,녹,청색의 전자빔 통과공(31)(32)(33)이 인라인 형태로 한 평면상에 나란하게 일정한 이심 거리(S)를 유지하면서 형성되어 있다.

그리고, 상기 최종 가속 전극(20)에는 적,녹,청색의 전자빔 통과공(23)(24)(25)이 형성된 전극(20)의 표면에 제 1 보조 전극(26)과, 제 2 보조 전극(27)이 각각 형성되어 있다.

상기 주 집속 렌즈부에서의 작용을 도 1 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

전자총(17)에 소정의 전원이 인가되면, 상기 포커스 전극(30)과 최종 가속 전극(20) 사이에는 주 집속 렌즈가 형성되고, 이 주 집속 렌즈부에 의하여 미세한 전자 빔이 형성된다.

집속된 전자빔은 (-) 전하이므로 상기 최종 가속 전극(30)과 전기적으로 연결되는 내장 흑연층(19)을 통한 양극(미도시)으로부터 고압을 가하여 전자를 당겨서 패널(11) 내면에 형성된 형광막으로 주사시킨다.

이때, 상기 적,녹,청색의 전자빔은 각 전극들(30)(20)에 형성된 전자빔 통과공을 통과하여, 편향 요오크(18)에 의하여 편향되어 패널(11) 내측에 소정간격 이격되게 설치되는 무수개의 전자빔 통과공이 형성된 섀도우마스크(13)의 동일한 구멍을 공히 통과하여 각각 주사된 위치에 해당되는 형광막의 형광체에 충돌하게 된다.

음극선관(10)은 삼 색의 전자빔이 섀도우마스크(13)의 각 구멍의 한 점으로 집중되는 컨버어젼스가 제대로 이루어지지 않고,컨버어젼스 드리프트 현상 때문에 미스 컨버어젼스가 발생하기 때문에 이를 제어하는 것이 요구된다.

본 발명의 특징에 따르면, 주 집속 렌즈부를 형성하는 전극(20)(30)들에는 양 전극이나 어느 한 쪽의 전극에 역드리프트 현상을 발생시킬 수 있도록 상기 전극(20)(30)들과는 열팽창율이 다른 보조 전극이 형성되어 있다.

즉, 상기 포커스 전극(30)과 최종 가속 전극(20) 사이에 형성된 주 집속 렌즈부를 통과하는 전자빔은 A로 표시된 선을 따라 주사된다. 이때, 전자총(17)에 인가되는 빔 전류에 의하여 전하성 드리프트가 발생되어 상기 전극들(20)(30)의 양 측에 위치한 적,청색의 전자빔 통과공을 통과하는 적,청색의 전자빔은 A 선에서 이탈되어 네크부(12a) 측으로 소정 거리 변위하여 B로 표시된 선을 따라 드리프트하게 된다.

이때, 상기 전극(20)의 전면부에서 중앙에 형성된 녹색의 전자빔 통과공(24)측으로 향하는 적색의 전자빔 통과공(23)과 청색의 전자빔 통과공(25)의 외주면과 인접하게는 상기 전극(20)과 열팽창율이 다른 제 1 보조 전극(26)과, 제 2 보조 전극(26)이 부착되어 있다.

따라서, 인가되는 전압에 의하여 전극(20)에 고온의 열이 전달되면, 이 열은 일체형으로 부착된 제 1 및 2 보조 전극(26)(27)으로 전달된다. 상기 제 1 및 2 보조 전극(26)(27)은 전극(20)보다 열팽창계수가 높기 때문에 네크부(12a) 측으로 드리프트되는 전자빔을 C로 표시된 선방향으로 끌어 당기게 된다. 이처럼, 역드리프트 현상을 유도하여 상기 전자빔이 컨버어젼스가 이루어지도록 조정하게 된다.

이때, 상기 제 1 및 2 보조 전극(26)(27)의 두께와 크기는 컨버어젼스 조정이 가능한 최적의 조건이 되도록 각 전자총에 적용시 고려해야 할 것이다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전극(40)을 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 전극(40)에는 사각 형태로 내부 공간을 가지는 본체부(41)가 마련되고, 상기 본체부(41)의 하단에는 비드 글래스에 매립되는 매립부(42)가 그 가장자리를 따라 형성된다. 그리고, 상기 본체부(41)의 상면에는 인라인 형태로 된 적,녹,청색의 전자빔이 통과가능한 적,녹,청색의 전자빔 통과공(43)(44)(45)이 형성되어 있다.

여기서는, 상기 본체부(41)의 중앙에 형성된 녹색의 전자빔 통과공(44)을 향한 상기 적,청색(43)(45)의 전자빔 통과공의 외주면과 인접하게 판재 형상의 제 1 보조 전극(46)과, 제 2 보조 전극(47)이 본체부(41)의 상면으로부터 부착되어 있다.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전극(50)을 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 전극(50)에는 본체부(51)가 마련되고, 상기 본체부(51)의 하단 가장자리를 따라서는 네크부의 비드 글래스에 상기 전극(50)을 고정시키는 매립부(52)가 형성된다. 그리고, 상기 본체부(51)의 상면에는 인라인 형태로 된 적,녹,청색의 전자빔 통과공(53)(54)(55)이 일정한 이심거리를 유지하면서 동일한 평면상에 형성되어 있다.

여기서는, 상기 본체부(51)의 중앙에 형성된 녹색의 전자빔 통과공(54)을 향한 적,청색의 전자빔 통과공(53)(55)의 외주면에 인접하게는 제 1 보조 전극(56)과, 제 2 보조 전극(57)이 형성된다. 상기 제 1,2 보조 전극(56)(57)은 동일한 형상을 가지고 있고, 그 위치만 상호 대향되게 역으로 배치되어 있다.

상기 제 1,2 보조 전극(56)(57)은 상기 본체부(51)의 상면에 부착되는 평면부(56a)(57a)와, 상기 평면부(56a)(57a)로부터 윗방향으로 일체로 연장되는 만곡부(56b)(57b)를 가진다. 상기 만곡부(56b)(57b)는 상기 적,청색의 전자빔 통과공(53)(55)과 동일한 곡률을 가지도록 형성하는 것이 컨버어젼스의 역드리프트 현상을 유도하는데 유리하다고 할 수 있을 것이다.

도 4와 도 5에 도시된 제 2 및 제 3 실시예에 따른 작용은 상기 언급한 도 3의 경우와 동일하므로 여기서는 생략하기로 한다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 음극선관용 전자총은 주 집속 렌즈부를 형성하는 전극의 표면에 열팽창율이 높은 보조 전극을 적,청색의 전자빔 통과공에 인접한 위치에 설치함으로써 역 컨버어젼스 드리프트 현상을 유도하여 컨버어젼스를 용이하게 보정하는 것이 가능하다고 할 수 있을 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며,본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 패널과 봉착되는 펀넬의 네크부에 봉입되며, 음극과, 제어 전극과, 상기 제어 전극과 대향되게 설치되어 예비 집속 렌즈부를 형성하는 스크린 전극과, 복수개의 포커스 전극과, 상기 포커스 전극과 대향되게 설치되어 주 집속 렌즈부를 형성하는 최종 가속 전극으로 이루어져 적,녹,청색의 전자빔이 상기 패널의 내면에 형성된 형광막으로 방출되는 음극선관용 전자총에 있어서,

   주 집속 렌즈부를 형성하는 전극중 적어도 어느 하나에는 컨버어젼스 드리프트를 제어하도록 역드리프트를 유도하는 보조 전극이 적,청색의 전자빔이 통과하는 전자빔 통과공측에 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보조 전극은 주 집속 렌즈부를 형성하는 전극보다 열팽창율이 높은 소재로 된 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 보조 전극은 상기 전극의 중앙에 형성된 녹색 전자빔 통과공을 향하도록 그 양 측으로 설치된 적색 및 청색 전자빔 통과공의 외주면과 인접하게 제 1,2 보조 전극이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1,2 보조 전극은 상기 전극의 상면에 부착되는 평면부와, 상기 평면부로부터 윗방향으로 소정 길이 일체형으로 연장되는 수직부를 가지고, 상호 대향되게 설치되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1,2 보조 전극은 상호 대향되게 설치되며, 상기 전극의 상면으로부터 윗방향으로 부착되는 소정 두께의 판재인 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1,2 보조 전극은 상기 전극의 상면에 부착되는 평면부와, 상기 평면부로부터 일체형으로 윗방향으로 연장되며 소정의 곡률을 가지는 만곡부로 이루어지고, 상호 대향되게 설치되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자총.